close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Механико-технологические основы создания комплекса для выращивания вегетативно размножаемых подвоев яблони

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
ЛАНЦЕВ ВЛАДИМИР ЮРЬЕВИЧ
МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ
КОМПЛЕКСА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ВЕГЕТАТИВНО
РАЗМНОЖАЕМЫХ ПОДВОЕВ ЯБЛОНИ
Специальность 05.20.01 – Технологии и
средства механизации сельского хозяйства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Мичуринск – наукоград РФ, 2016
2
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном
образовательном
учреждении
высшего
образования
«Мичуринский
государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ).
академик РАН, доктор технических наук,
Научный консультант профессор Завражнов Анатолий Иванович
Официальные оппоненты: Утков Юрий Андреевич, член-корр. РАН,
доктор
технических
наук,
профессор
федерального государственного бюджетного
научного
учреждения
«Всероссийский
селекционно-технологический
институт
садоводства и питомниководства», главный
научный сотрудник сектора механизации
трудоёмких процессов в садоводстве
Тавасиев
Рамазан
Мусаевич,
доктор
технических наук, профессор федерального
государственного бюджетного образовательного
учреждения высшего образования «Горский
государственный аграрный университет» зав.
кафедрой «Эксплуатация машино-тракторного
парка»
Муханин
Игорь
Викторович,
доктор
сельскохозяйственных
наук,
президент
Ассоциации производителей плодов, ягод и
посадочного материала
Федеральное
государственное
бюджетное
Ведущая организация научное учреждение «Российский научноисследовательский институт информации и
технико-экономических
исследований
по
инженерно-техническому
обеспечению
агропромышленного комплекса»
Защита диссертации состоится «08» июля 2016 г. в 10-00 часов на заседании
диссертационного совета ДМ 220.041.03 в федеральном государственном
бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Мичуринский
государственный аграрный университет» по адресу: 393760, Тамбовская
область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д. 101, зал заседаний
диссертационных советов, тел./факс (47545) 9-44-12, e-mail: dissov@mgau.ru.
С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ
ВО Мичуринский ГАУ, на сайте www.mgau.ru и на официальном сайте ВАК
Министерства образования и науки РФ: http://vak.ed.gov.ru.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные
гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного
совета.
Автореферат разослан «___» ______ 2016 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат технических наук, доцент
Н.В. Михеев
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Стабильное получение высококачественных
плодов в необходимых для России объемах возможно при интенсификации и
индустриализации отрасли промышленного садоводства, а также значительного
увеличения площадей закладки новых садов, что подтверждается рядом
законодательных актов Правительства РФ и ведомственными программами
развития садоводства и питомниководства. Важным аспектом решения
поставленных задач является организация производства высококачественного
посадочного материала.
Однако, на современном этапе, эффективное производство посадочного
материала сдерживается крайне низким уровнем инженерного обеспечения. В
настоящее время степень механизации трудоёмких процессов в отечественном
садоводстве и питомниководстве составляет не более 15%. Используемая
отечественная техника создана более 30 лет назад и морально устарела, имеет
низкий технический уровень и не удовлетворяет требованиям технологизации и
индустриализации современного садоводства.
В этих условиях разработка и внедрение инновационных машинных
технологий промышленного садоводства и питомниководства является
актуальной задачей.
Представленное исследование направленно на разработку научнометодических и практических основ комплексной механизации трудоёмких
процессов в питомниководстве и непосредственно технологических операций
выращивания вегетативно размножаемых подвоев яблони.
Работа выполнена в соответствии следующих планов и контрактов:
- плана НИР ФГБОУ ВО «Мичуринский государственный аграрный
университет» по теме «Разработка рациональных технологий производства и
использования с.-х. сырья», входящей в число основных направлений научнотехнической и инновационной деятельности, являющихся приоритетными для
города Мичуринска-наукограда Российской Федерации, 2000–2005 гг., 2006 –
2010 гг. и 2011 – 2015гг.;
- Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические
кадры инновационной России на 2009-2013 годы» на тему «Ресурсосбережение
и экологическая безопасность индустриальных машинных технологий
интенсивного садоводства» (ГК № 02.740.11.0741 от 12.04.2010 г.) в период с
2010 по 2012 гг. в Научно-образовательном центре ФГБОУ ВПО МичГАУ
«Индустриальные машинные технологии интенсивного садоводства»
(организованном приказом ректора за № 94-н от 20.11.2009 г.);
- Государственных контрактов с Фондом содействия развитию малых
форм предприятий в научно-технической сфере: № 9306р/15115 от 30.05.2011
«Разработка машины для осеннего раскрытия корневой системы вегетативно
размножаемых подвоев» (рег. №01.2012.63090); №11679р/17265 от 27.02.2012 г.
«Исследования и разработки молодых ученых в областях сельского хозяйства,
биотехнологии и машиностроения в аграрном секторе» на выполнение НИОКР
по теме «Создание машины для отделения отводков клоновых подвоев
4
плодовых деревьев»; №5200ГУ1/2014 от 17.03.2015г. на выполнение НИОКР
по теме «Разработка интеллектуальной следящей системы ориентации
исполнительного органа для отделения отводков»;
- государственного контракта с Российским фондом фундаментальных
исследований №№15-4703126/15 от 26.05.2015 г. «Разработка научных
принципов информационно-технологического моделирования промышленного
садоводства в 3D +6D формате»;
- областных грантов для докторантов учреждений высшего
профессионального
образования
за
постановлением
администрации
Тамбовской области №1551 от 11.12.2012 г. и № 1479 от 16.12.2013 г.
Степень разработанности.
Агробиологическое, технологическое и организационное обеспечение
выращивания посадочного материала плодовых и ягодных культур исследовано
в работах А.А. Борисовой, В.И. Будаговского, Н.В. Верзилиной, Л.В.
Григорьевой, И.М. Куликова, В.Г. Муханина, И.В. Муханина, В.А. Потапова ,
Г.П. Чимпоеша, D. Kviklys, B. Lefrancq и др. Однако, при достаточно глубокой
проработке вопроса весьма поверхностно раскрыты аспекты инженерного
обеспечения производства посадочного материала.
Общим проблемам инженерного обеспечения растениеводства и
конкретно промышленного садоводства в современных условиях посвящены
работы Н.В. Краснощекова, А.А. Ежевского, В.И. Черноиванова, А.И.
Завражнова, А.Ю. Измайлова, Я.П. Лобачевского, А.А. Завражнова, И.Г.
Смирнова, И.Н. Шило, S. Pradhan, S. Yaghoubi и др. В данных работах указано,
что наиболее перспективным направлением является интеллектуализация
техники, позволяющая использовать прецизионный подход к каждому
растению и управлять его продукционными процессами. Одним из важных
направлений является реализация управления ориентацией рабочих органов
относительно растений.
Непосредственно вопросам механизации производства посадочного
материала посвящены работы И.П. Барабаша, В.Г. Бросалина, В.В. Бычкова,
А.А. Дмирука, А.Н. Манаенкова, А.А. Цымбала, А.И. Писаренко, Р.М.
Тавасиева, С.Г. Фрышева, Ю.А. Уткова, S.C. Mandhar и др., в которых
раскрыты проблемы создания технических средств для обработки почвы, ухода
за растениями, отделения отводков и выкопки саженцев. Однако, отсутствие
комплексного подхода в данных исследованиях не позволило охватить весь
спектр трудоёмких операций, особенно при возделывании маточников
вегетативно размножаемых подвоев.
Вопросы комплексной механизации трудоёмких процессов в
растениеводстве и непосредственно в промышленном садоводстве рассмотрены
в работах О.И. Аверьянова, А.Л. Васильева, А.М. Дементьева, А.М. Зальцмана,
А.У. Заммоева, Н.В. Краснощекова, Л.П. Кормановского, И.П. Ксеневича, Л.А.
Шомахова, Ю.А. Уткова, А.А. Цымбала, В.В. Яцкевича и др. Исследованиями
данных авторов доказано, что наиболее эффективным направлением является
блочно-модульный принцип формирования техники, позволяющий оснащать
базовые агрегаты сменными рабочими органами и модулями, которые
5
обеспечивают выполнение различных технологических операций. Принцип
блочно-модульного формирования техники позволяет в дальнейшем расширять
сферы применения агрегатов, дополнять и изменять рабочие органы по мере
накопления знаний об объекте обработки.
Работы указанных авторов, несомненно, внесли большой вклад в теорию
создания технических средств для АПК, методологии моделирования и расчета
параметров рабочих органов и систем автоматической ориентации машин,
разработки методического инструментария создания блочно-модульных
комплексов. Вместе с тем, проблемы механизации трудоёмких процессов в
производстве качественного посадочного материала плодовых культур
остаются нерешенными.
Одним из путей повышения эффективности функционирования отрасли
является
разработка
механико-технологических
основ
создания
механизированного комплекса для выращивания вегетативно размножаемых
подвоев яблони.
Научная проблема – отсутствие научно-методических и практических
основ комплексной механизации технологических операций выращивания
вегетативно размножаемых подвоев.
Научная гипотеза. Снижение затрат и повышение качества подвойного
материала может быть достигнуто за счет использования универсального
комплекса, сформированного на основе блочно-модульного построения
техники, и содержащего рабочие органы и технологические модули с
оптимальными
параметрами
и
кинематическими
характеристиками,
обеспечивающие механизацию и эффективное выполнение основных
технологических операций.
Цель исследований – повышение эффективности выращивания
вегетативно размножаемых подвоев яблони в маточнике за счет комплексной
механизации процессов на основе универсального технического средства и
технологических модулей с рациональными конструктивными параметрами и
кинематическими характеристиками исполнительных рабочих органов.
Задачи исследований:
- на основании аналитического обзора проведенных исследований
составить перечень технологических процессов и операций в плодовом
маточнике, оценить возможности их механизации;
- разработать технико-технологические требования на выполнение
операций весеннего открытия маточных растений, окучивания отрастающих
побегов, ошмыгивания листьев, отделения отводков вегетативно размножаемых
подвоев яблони;
- экспериментально получить зависимости показателей выполнения
технологических операций от агрофизических показателей, физикомеханических свойств подвоев яблони;
- разработать принципиальные схемы рабочих органов и технологических
модулей для выполнения операций: весеннего открытия маточных растений;
окучивания отрастающих побегов; ошмыгивания листьев; отделения отводков
вегетативно размножаемых подвоев яблони;
6
- разработать математические модели функционирования рабочих
органов и технологических модулей;
- апробировать разработанные алгоритмы и математические модели,
обосновать основные конструктивные параметры, и режимы работы
технологических модулей;
- на основе полученных теоретических и экспериментальных данных
разработать универсальный комплекс для работ в плодовом маточнике с
набором технологических модулей и рабочих органов;
- провести опытно-производственную проверку универсального
комплекса для маточников и дать экономическую оценку его эффективности.
Объекты исследований – технологические операции и рабочие органы
технологических модулей в составе универсального комплекса для проведения
широкого спектра работ в маточнике вегетативно размножаемых подвоев
яблони.
Предмет исследований – закономерности функционирования рабочих
органов технологических модулей при выполнении работ в маточнике
вегетативно размножаемых подвоев яблони.
Научная новизна работы:
 декомпозиция
и
структуризация
проблематики
комплексной
механизации операций в плодовом маточнике на основе нотаций системной
инженерии и выделены основные технологические блоки, разработана
концептуальная схема универсального комплекса для механизированного
выполнения технологических операций по выращиванию вегетативно
размножаемых подвоев в плодовом маточнике на основе блочно-модульного
принципа построения техники;
 математическая модель функционирования рабочих органов на
операции весеннего раскрытия и обоснованы конструктивные параметры, и
оптимальные режимы работы по удалению укрывного материала с растений;
 математическая модель взаимодействия принципиально нового
рабочего органа для окучивания отрастающих побегов с частицей субстрата
для образования укрывного валка в зоне произрастания побегов;
 теоретические зависимости параметров принципиально нового
технологического модуля для механического ошмыгивания листьев, с учетом
морфологических и физико-механических свойств побегов вегетативно
размножаемых подвоев;
 математическая модель процесса отделения отводков дисковыми
ножами различных типов и перемещения отделенных растений, и обоснованы
оптимальные режимы работы;
 методика оптимизации режимов работы системы автоматической
ориентации рабочих органов и технологических модулей относительно
расположения растений в плодовом маточнике.
На основе теоретических и экспериментальных исследований разработан
универсальный комплекс для маточников, обеспечивающий эффективное
7
выполнение основных технологических операций в плодовом маточнике
(патенты №144793, №149848, №155138).
Теоретическая и практическая значимость.
Теоретические исследования позволили наметить новые научные
направления совершенствования технологии и технических средств для
выращивания вегетативно размножаемых подвоев яблони. Результаты
теоретических исследований по совершенствованию технологии, определению
конструктивных и технологических параметров предложенных машин приняты
и используются при создании новых и модернизации существующих
специализированных машин для маточников.
Разработаны и внедрены новые технические средства для маточника, что
позволяет более эффективно перевести садоводство РФ на интенсивный тип
насаждений, а также реализовать программу развития садоводства России.
Техническая документация на специализированную технику для работы в
маточниках УКМ передана ООО «НПП «ПитомникМаш» для производства
техники по заявкам потребителей.
По материалам исследований изданы рекомендации: «Система
производства плодов яблони в интенсивных садах средней полосы России»,
«Механизация работ в интенсивном садоводстве», «Ситуация и взгляд на
перспективу садоводства в Центрально-черноземном регионе России»,
«Технологии и технические средства промышленного садоводства»,
используемые при проектировании и создании машин машиностроителями,
практиками при эксплуатации техники в садоводстве, а также в качестве
учебного пособия
как для студентов высших учебных заведений по
направлениям агроинженерия и садоводство, так и для слушателей институтов
и факультетов повышения квалификации кадров агропромышленного
комплекса.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований одобрены
и рекомендованы к внедрению экспертной комиссией ФГБНУ «Всероссийский
научно-исследовательский институт садоводства им. И.В. Мичурина»,
Министерством сельского хозяйства и продовольствия Республики Северная
Осетия-Алания.
Материалы
диссертационной
работы
включены
в
проект
«Индустриальная
биотехнология
производства
сертифицированного
посадочного материала плодовых и ягодных культур», признаны
перспективными Белорусским республиканским унитарным предприятием
«Научно-практический центр национальной академии наук Беларуси по
механизации сельского хозяйства», Министерством сельского хозяйства и
продовольствия Рязанской области, Управлением сельского хозяйства
Липецкой области, Управлением сельского хозяйства Тамбовской области и
ФГБНУ «Научно-исследовательский институт садоводства Сибири имени М.А.
Лисавенко».
Методология и методы исследований. Теоретические исследования
проводились с использованием методов системной инженерии, теоретической
механики, дифференциального и интегрального исчисления, концептуального
8
моделирования объектов исследования. В экспериментальных исследованиях
использовались общеизвестные методики, ГОСТы, ОСТы, дисперсионный
анализ и теория планирования эксперимента, а также разработанные на их
основе частные методики. Использовались серийные и специально
изготовленные приборы, аппаратура и стенды. Обработка результатов
осуществлялась методами регрессионного анализа с использованием
современных компьютерных программ.
Основные положения и результаты исследований, выносимые на
защиту:
- структурно-функциональные схемы структуризации и декомпозиции
проблематики комплексной механизации
технологических операций в
плодовом маточнике;
- технико-технологические требования механизированного выполнения
операций весеннего открытия маточных растений, окучивания отрастающих
побегов, ошмыгивания листьев, отделения отводков вегетативно размножаемых
подвоев яблони;
- физико-механические свойства и морфологические характеристики
подвоев яблони и методика использования данных показателей для расчета
рабочих органов и технологических модулей;
- концептуальные схемы рабочих органов и технологических модулей для
весеннего открытия маточных растений, окучивания отрастающих побегов,
ошмыгивания листьев, отделения отводков вегетативно размножаемых подвоев
яблони;
- математические модели функционирования и методики расчета рабочих
органов и технологических модулей;
- конструктивные разработки универсального комплекса на основе
блочно-модульного построения техники для выполнения технологических
операций выращивания вегетативно размножаемых подвоев яблони;
- результаты экспериментальных исследований универсального
комплекса для работы в маточнике;
результаты
опытно-производственной
проверки
и
оценки
экономической эффективности технологического комплекса для работы в
маточнике.
Реализация результатов исследований:
В результате проведенной работы была изготовлена опытная партия
универсального комплекса для работы в маточниках, включающего в себя 6
модулей: для весеннего открытия маточника УКМ-ОВ, междурядной обработки
УКМ–МО, окучивания побегов УКМ-О, удаления субстрата укрывного вала
УКМ-РК, ошмыгивания листьев УМК-ОШ и отделения отводков УКМ-ОО.
Заводские испытания опытных образцов техники проводились на
опытных полях ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина Россельхозакадемии (г.
Мичуринск Тамбовской области).
Результаты исследований и разработанная техника используются в:
учхоз-племзаводе «Комсомолец», плодопитомнике «Жердевский», ООО
«Снежеток» Тамбовской области; ГБУ НИИ ЖС «Жигулевские сады»
9
Самарской области; СХПК «Племзавод Майский» Вологодской области; ООО
«Агроснабженческая компания «БелАгро-Сервис» Московской области; ООО
«Зеленые линии - Калуга» Калужской области; ООО «Спасские сады»
Самарской области; СПК «Де-Густо» РСО-Алания и др.
Материалы
диссертации
включены
в
конкурсную
работу
«Инновационные технологии и технические средства для садоводства», были
представлены и отмечены дипломом «За лучшую завершенную научную
разработку
2012
года»
Президиумом
Российской
академии
сельскохозяйственных наук.
Степень достоверности результатов. Достоверность научных
положений
подтверждена
использованием
известных
положений
фундаментальных наук, корректностью разработанных математических
моделей, их адекватностью по известным критериям оценки изучаемым
процессам, сходимостью полученных теоретических результатов с данными
эксперимента и результатами опытно-производственной проверки созданных
технических средств.
Апробация результатов исследований. Основные положения
диссертации доложены, обсуждены и получили положительную оценку на
международных, всероссийских и региональных научно-практических
конференциях: Мичуринского ГАУ (2004 2015 гг.), Тамбовского ГТУ (2014
г.), Воронежского ГАУ (2011 г., 2013 г.), СЗНИИМЭСХ (Санкт-Петербург, 2007
г.), ВСТИСП (Москва, 2011 г.), ВИМ (Москва, 2011 г., 2013 г., 2015 г.),
ВНИИС им. И.В. Мичурина (Мичуринск, 2010-2015 гг.), Рязанский ГСХА
(2013г.), Донской ГАУ (Зерноград, 2012 г.), Дагестанский НИИСХ (Махачкала,
2013 г.), НПЦ НАН Белоруссии по механизации сельского хозяйства (Минск,
2012 г., 2014 г.), Азербайджанский ГАУ (Гянджа, 2014 г.).
Образцы разработанного Универсального комплекса УКМ для работы в
маточниках демонстрировались на всероссийской выставке «День садовода»
(Мичуринск, 2011 г.), где были отмечены золотой медалью; выставке «Золотая
осень» (Москва, 2013 г.), где были отмечены золотой медалью ВВЦ 2013 г.;
отмечены дипломом и золотой медалью XVIII Московского международного
салона изобретений и инновационных технологий «Архимед-2015».
Производственная реализация результатов исследований удостоена
дипломом № 2014680101201 (Москва, 2014 г.) Всероссийского конкурса «100
лучших товаров».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 48 научных работ, в
том числе 18 – в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, 1 – в журнале,
включенном в международную реферативную базу данных Скопус (Scopus), и 3
– в описаниях к патентам. Результаты теоретических и экспериментальных
исследований включены в 4 учебных пособия и монографии, в 5 статьях в
сборниках зарубежных изданий. Общий объем публикаций составляет 59,8 п.л.,
из них автору принадлежит 24,4 п.л.
Соответствие
паспорту
специальности.
Диссертационные
исследования соответствуют паспорту специальности 05.20.01 – Технологии и
средства механизации сельского хозяйства, п. 2 «Разработка теории и методов
10
технологического воздействия на среду и объекты (почва, растение, животное,
зерно, молоко и др.) сельскохозяйственного производства», п. 7 «Разработка
методов оптимизации конструкционных параметров и режимов работы
технических систем и средств в растениеводстве и животноводстве по
критериям эффективности и ресурсосбережения технологических процессов»,
п.10 «Разработка и совершенствование методов, средств испытаний, контроля и
управления качеством работы средств механизации производственных
процессов в растениеводстве и животноводстве» и п. 9 Положения о
присуждении ученых степеней – изложены новые, научно обоснованные
технические, технологические или иные решения и разработки, внедрение
которых вносит значительный вклад в развитие страны.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения,
шести глав, заключения, литературы и приложений. Работа изложена на 313
страницах, включает 235 страниц основного текста, 101 рисунок, 35 таблиц, 199
источников литературы и 14 приложений.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении дана краткая характеристика рассматриваемой проблемы,
обоснована актуальность исследований, представлены основные положения,
выносимые на защиту.
В первой главе «СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО
САДОВОДСТВА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ» представлены
направления интенсификации промышленных плодовых насаждений, способы
производства посадочного материала, проанализированы технологии и
технические средства для выращивания вегетативно размножаемых подвоев
яблони.
Доказано, что перевод промышленного садоводства на интенсивную
систему возделывания и эксплуатацию, обеспечивающую высокое качество
плодов и быструю окупаемость вложенных средств невозможно без
качественного посадочного материала, получение которого начинается в
отводковом маточнике.
Анализ
существующих
технологий
выращивания
вегетативно
размножаемых подвоев в плодовых маточниках позволил выявить ряд базовых
технологических операций, а также оценить трудоемкость их выполнения
(рис.1).
Выявлено, что отсутствие в хозяйствах специализированных машин
вынуждает выполнять специфические операции вручную и делает крайне
трудоемкой технологию выращивания вегетативно размножаемых подвоев до
100 чел.-часов на 1 тыс. отводков.
Повышение качества выполнения вегетативно размножаемых подвоев,
соблюдение агросроков и снижение затрат без технических средств
невозможно.
11
Борьба с грызунами
Зимняя прикопка
Сортировка по сортам
Отделение отводков
Ошмыгивание листьев
Апробация маточника
Окучивание
Химическая защита
Полив
Междурядная обработка
Внесение удобрений
Весенне открытие
Затраты труда чел.-час на 1 га
Слабая
механизация
на
технологических операциях по
500
выращиванию подвоев яблони
с.х. рабочий
является
одним
из
400
тракторист
сдерживающих
факторов
увеличения
объемов
300
производства
слаборослых
саженцев
в
необходимом
количестве для закладки садов.
200
Данная ситуация вызывает
необходимость
разработки
100
новых
экономичных
универсальных комплексов для
0
ухода за подвоями в маточнике
с меньшими ресурсными и
энергетическими затратами. Для
решения
этих
вопросов
необходимо
разработать
технические
средства
для
весеннего открытия маточных
растений,
окучивания
отрастающих
побегов
Технологическая операция
вегетативно
размножаемых
Рисунок 1 - Затраты труда на основных подвоев яблони, ошмыгивания
базовых операциях выращивание вегетативно листьев и отделения отводков от
размножаемых подвоев яблони
маточного растения.
Анализ состояния вопроса показал, что:
1. Наиболее перспективными для открытия маточных растений являются
устройства с активными рабочими органами, позволяющими качественно
выполнять технологический процесс при правильном подборе конструктивных
параметров и режимов работы. Использование активных рабочих органов с
наклонной осью вращения обеспечивает снижение циклов воздействий на
растения и, следовательно, травмируемость;
2. Для окучивания отрастающих побегов вегетативно размножаемых
подвоев субстратом, обработанным жидкими удобрениями или политым водой
необходимо техническое средство, исключающее влияние влажности материала
на технологический процесс. Наиболее полно этим требованиям отвечают
фрезерные рабочие органы, обеспечивающие полет частиц в зону
произрастания побегов без дополнительных конструктивных элементов;
3. Наиболее перспективным рабочим органом для ошмыгивания листьев с
побегов является щеточный рабочий орган, позволяющий получить
наименьшее повреждение побегов и требуемое качество выполнения
технологического процесса;
4. Для отделения отводков от маточного растения используют дисковые
ножи, но без должного обоснования они не обеспечивают качественное
12
выполнение технологического процесса, допускают повторное резание
растений, что приводит к потерям продукции;
5. Для выполнения технологических операций в маточнике вегетативно
размножаемых подвоев рациональнее и целесообразнее применять принцип
блочно-модульного построения техники. Это позволит уменьшить расходы на
приобретение техники для сельхозпроизводителя. Блочно-модульный принцип
построения техники не только позволит оснащать орудия сменными рабочими
комплектами, которые обеспечивают выполнение технологических операций,
но и легко расширять ее функции, дополнять и изменять рабочие органы по
мере накопления знаний об объекте обработки;
6. Одним из путей повышения эффективности и качества выполнения
технологических операций в плодовом маточнике является оснащение машин
автоматическими системами ориентации рабочих органов и технологических
модулей.
На основании обобщения имеющихся сведений сформулированы
направления повышения эффективности технологий выращивания вегетативно
размножаемых подвоев яблони, которые определили задачи исследований.
Во второй главе «МЕТОДОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ
ВЫРАЩИВАНИЯ
ВЕГЕТАТИВНО
РАЗМНОЖАЕМЫХ
ПОДВОЕВ
ЯБЛОНИ» представлена иерархическая структура создания технических
средств для выращивания вегетативно размножаемых подвоев яблони (рис.2),
позволяющая сократить время на разработку основ комплексной механизации,
наиболее полно отвечающих потребностям потребителей.
Рисунок 2 – Фрагмент структурно-функциональной схемы проблематики
и целеполагания комплексной механизации в плодовом маточнике
Специалистами в области системного подхода Оптнером С.Л., Янгом С.,
Черняком Ю.И., Перегудовым Ф.И., Тарасенко Ф.П., Казиевым В.М., Лийвом
13
Э.Х. и др. предлагаются различные схемы и алгоритмы ликвидации проблем,
возникающих при реализации сложных проектов в различных отраслях науки и
техники.
Следуя идеологии SADT/IDEF-моделирования нами разработана
структурно-функциональная схема реализации поставленных задач, которая в
итоге определяет механико-технологические основы создания комплекса для
выращивания вегетативно размножаемых подвоев (рис.2).
Разработка принципиальных схем рабочих органов, определяющих
функционирование технологических блоков (рис.3) проводилась на основе
концептуального
моделирования
путем
использования
метода
последовательного приближения, который позволил получить оптимальные
технические решения уже на этапе проектирования.
Рисунок 3 – Структурно-функциональная модель реализации задач
комплексной механизации в плодовом маточнике
В третьей главе «МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ВЫРАЩИВАНИЯ ПОДВОЕВ ЯБЛОНИ» отражены результаты
моделирования технологических операций, влияющих на эффективность
машинных технологий выращивания вегетативно размножаемых подвоев
яблони. Определены направления их совершенствования и предложены
технологические схемы машин.
Исследования рабочего процесса весеннего открытия маточных растений
позволили определить наиболее перспективную схему машины с активными
рабочими органами, содержащую ротор с наклонной осью вращения 3 и
граблинами 5, на концах которых закреплены щётки 6 с эластичными
элементами (рис. 4).
14
4
Критериями оценки работы
1
устройства
для
весеннего
открытия маточных растений
3
приняты:
работоспособность,
2
5
равномерность
раскрытия
укрывного
вала
и
энергоёмкость.
В процессе работы каждая
6
граблина сгребает субстрат с
площади, ограниченной двумя
1 – рама; 2 – опорные колеса; 3 – ротор; 4 –
конгруэнтными
трохоидами,
привод; 5 – граблина; 6 - щетки
смещёнными в направлении
Рисунок 4 - Схема машины для весеннего
поступательной
скорости
открытия маточных растений
ротора.
Наклонённый вперёд ротор во время работы выгребает пласт субстрата,
оставляя бороздку корытообразной формы с заданной высотой открытия
маточных растений, это обеспечивается рабочим органом диаметром:
(1)
D   2 sin  р  h  h  sin  р ,
где  – отклонение от прямолинейности движения, м; h' – высота
открытия маточных растений, м; р - угол наклона оси вращения ротора, град.
С учетом неточности вождения агрегата вдоль ряда насаждений диаметр
ротора 520 … 550 мм обеспечивает раскрытие маточных растений.
При сгребании субстрат постепенно скапливается впереди граблины в
виде порций, первые из которых прочно сцепляются с её пальцами, а
последующие удерживаются силами трения. На первом этапе происходит
разрушение укрывного вала (рис.5), сгруживание субстрата в виде так
называемой призмы волочения и вынос его за пределы укрывного вала.
Ориентировочно призма волочения
субстрата перед граблиной можно
принять в виде четверти конуса с
образующей,
расположенной
под
углом
естественного
откоса
к
основанию почвенного вала. Объём
призмы волочения
(2)
VП  Rп3tg 2  12 ,
где Rп – радиус основания призмы
волочения, м;  – угол наклона
образующей конуса, град ( ≈ 50˚).
Этот объём формируется за счёт
субстрата
сгребаемого
одной
Рисунок 5 - Схема к обоснованию граблиной,
VП  k P cH ср В ,
(3)
параметров граблины
15
где kp – коэффициент разрыхления субстрата в призме волочения; с –
толщина срезаемой стружки, м; Hср – средняя высота сгребаемого слоя, м; В –
ширина укрывного вала, м.
При совместном решении уравнений (2) и (3) определяем минимальную
ширину и высоту щётки с эластичными элементами
R П  3 12k р cH ср B   tg 2 .
(4)
Высота призмы волочения
H П  R П  tg .
(5)
На основании уравнений (4) и (5), при с=2-3 см, Нср=10 см, В=60 см,
kр=1,2 и ε=50° высота гребенки Rп=157-180 мм, а ширина Нп=167-215 мм, при
толщине сметаемого слоя h = 1 см.
Рассмотрим вопрос о дальности полёта частиц субстрата (рис. 6) в общем
виде, принимая, что после отрыва от края ротора эти частицы совершают
движение в вертикальной плоскости, совпадающей с направлением скорости
рассева.
Пренебрегая
силой
сопротивления
воздуха максимальная угловая скорость
ротора, обеспечивающая разброс субстрата,
составит
(6)
 max  l доп R 2 H ср g ,
где lдоп - допустимая дальность разброса
частиц субстрата, м
lдоп = А/(2cos) - Rtg,
где А – ширина междурядий, м;
Рисунок 6 - Схема определения =arcsin(В/2R) – угол выхода щётки из
укрывного вала, рад.
угловой скорости ротора
При моделировании процесса перемещения укрывного валка в
междурядье установлено, что минимальная частота вращения ротора, при
которой может происходить рабочий процесс, составляет 5,7 с-1, а
максимальное значение - 28,5 с-1 при ширине междурядья 1,8 м.
При сгребании субстрата с укрывного вала граблина преодолевает
следующие сопротивления: сопротивление грунта резанию; сопротивление от
трения призмы волочения по поверхности подошвы укрывного вала;
сопротивление, которое возникает при сообщении кинетической энергии
пласту почвы при его отбрасывании, т.е.
РГ  kHср м 2 sint  z  c  Hср    R  (1  cost) gf    c  Hср    2 / 2 , (7)
где м – поступательная скорость машины, м/с; z – количество граблин,
шт.;  - объёмная масса субстрата, кг/м3; f – коэффициент трения субстрата о
подошву укрывного вала;  - коэффициент отбрасывания;  – скорость схода
почвы с плоскости щётки, м/с.
16
При конструктивных и кинематических параметрах, обеспечивающих
выполнение технологического процесса, нагрузка на одну граблину составляет
245 Н, а суммарная мощность на привод ротора не превышает 4,5 кВт.
Для окучивания отрастающих побегов вегетативно размножаемых
подвоев субстратом, обработанным жидкими удобрениями или политым водой,
необходимо техническое средство, исключающее влияние влажности материала
на технологический процесс. Наиболее полно этим требованиям отвечают
фрезерные рабочие органы, обеспечивающие полет частиц в зону
произрастания побегов без дополнительных конструктивных элементов (рис.7).
Машина состоит из рамы 1 с опорно-регулировочными колесами 2,
раздаточного редуктора 3, привода роторов 4 и горизонтально установленных
фрезерных барабанов 5 по ходу движения трактора.
Машину навешивают на
трактор и подключают к ВОМ
через раздаточный редуктор.
Перед
началом
работы
устанавливается
глубина
обработки почвы за счет
перемещения
опорнорегулировочных колес.
Во время работы агрегат
1 – рама; 2 - опорные колеса; 3 –
седлает ряд растений и
раздаточный редуктор; 4 - привод ротора; 5 – вращающиеся
фрезерные
фрезерный барабан
барабаны снизу-вверх к ряду
Рисунок 7 – Схема машины для осуществляют фрезерование
окучивания
вегетативно
размножаемых субстрата и набрасывание его
растений
на ленту растений.
Основным критерием работоспособности
машины для окучивания
отрастающих побегов является обеспечение заданной формы валка и
оптимальной структуры субстрата, что достигается фрезерным барабаном.
В общем случае процесс движения частиц по ножу рабочего органа
можно разделить на две фазы: движение частицы по ножу и движение частицы
после схода ее с ножа. Субстрат из массива извлекается всей рабочей длиной
ножа, и частицы, поступившие на нож, движутся по нему до схода (рис.8). По
мере схода частиц с ножа на освободившееся место поступают частицы,
находящиеся дальше от конца ножа.
На частицу, находящуюся на ноже, действуют центробежная сила Fц, вес
частицы Q и сила трения Ттр, возникающая от действия нормальных сил на
рабочей поверхности ножа. Положение частиц в любой момент времени
определяется углом поворота фрезерного барабана и местом нахождения ножа.
Для исследования движения частицы воспользуемся уравнение движения
материальной точки.
Рассмотрим частицу, находящуюся в наиболее удаленном положении от
конца ножа в момент выхода его из почвы, как свободную точку М,
движущуюся под действием указанных сил Fц, Q и Ттр в подвижной системе
17
координат X1МZ1 (рис.8), где ось Х1 направлена вдоль рабочей поверхности
ножа. Считаем при этом, что частица М находится на расстоянии от конца
ножа, равном глубине обработки.
Составим
дифференциальное
уравнение движения
точки на ноже:
md 2 x1
  Fkx , (8)
dt 2
где m – масса
частицы, кг;  Fkx сумма проекций сил
Fц, Q и Ттр, на ось
О1Х1, действующих на
частицу.
Интегрируя
дважды
это
выражение,
путь,
Рисунок 8 - Движение частицы по ножу определим
пройденный
фрезерного барабана
частицей:
2
2
 (Rб  h)t0
g
g
g
x1  2  f sint0     cost0    
cos  At0  2  f sin  cos  (9)
2



Моделирование полета частицы позволило установить, что угол схода ее
с ножа равный 50°…70° обеспечивает требования по перемещению субстрата в
зону произрастания побегов, а угловая скорость должна находиться в диапазоне
15,7 … 20,9 с-1.
На
рисунке
9
представлена зависимость
пути
(9),
пройденного
частицей,
от
скорости
вращения ротора и угла
установки ножей.
Анализируя диаграмму
перемещение частицы в зону
произрастания побегов, это
возможно
при
глубине
обработки не более 60 мм,
чтобы
обеспечить
необходимое
количество
укрывного
материала,
Рисунок 9 – Влияние угловой скорости
фрезерный барабан должен
иметь ступенчатую систему барабана и угла установки ножа на путь
пройденный частицей
установки ножей.
1
1
18
Для ошмыгивания листьев с побегов клоновых подвоев яблони
предложена машина (рис. 10), содержащая расположенный фронтально
очесывающий барабан 1, удерживающее устройство 2 и доводчик 3,
смонтированные на раме 4. Рабочая поверхность очесывающего барабана
выполнена в виде ворса из эластичных стержней 5. Удерживающее устройство
2 выполнено в виде гребенки со спинкой и зубьями, имеющими удерживающие
впадины.
В работе дефолиатор механический навешивают на трактор,
устанавливают приблизительно симметрично продольной оси ленты побегов
вегетативно размножаемых подвоев. Очесывающему барабану 1 придают
вращение в направлении стрелки ω. Затем дефолиатор, двигаясь вперед в
направлении стрелки υ, удерживающим устройством 2 наклоняет побеги 6,
формирует их узкими полосами.
Наличие листьев на побегах затрудняет их продвижение в удерживающих
впадинах, притормаживает скольжение побегов в гребенке. Это до последнего
момента удерживает побеги в натянутом состоянии и обеспечивает удаление
листьев очесывающим барабаном. Доводчик 3, смонтированный за
очесывающим барабаном, удерживает и пригибает в направлении движения
дефолиатора наиболее высокие побеги, верхушки которых попадают в зону
вращения очесывающего барабана 1, где эластичными стержнями 5 с них
удаляются остатки верхушечных листьев.
Чтобы
избежать
механического
повреждения коры побегов
вегетативно размножаемых
подвоев
яблони
при
ошмыгивании
листьев
щеточным
барабаном,
необходимо
решить
компромиссную задачу. С
одной
стороны,
ворс
рабочего
барабана,
1 – очесывающий барабан; 2 – удерживающее упираясь торцом в побег,
достижении
устройство; 3 – доводчик; 4 – рама; 5 – ворс; 6 - при
критической
силы
Ркр,
побег
Рисунок 10 – Схема машины для вызывающей повреждение
ошмыгивания листьев с побегов клоновых коры, должен потерять
устойчивость, изогнуться и
подвоев
исключить дальнейшее наращивание нагрузки на кору растения. С другой
стороны, жесткость ворса должна быть такой, чтобы при воздействии своей
боковой поверхностью на черешок листа он смог бы отделить его от стебля.
Для принятой схемы рабочего органа критическая сила составит
2
Ркр   2 ЕJ min /   l  ,
(10)
19
Усилие отгибания ворса Ротр, Н
где Е – модуль упругости ворса, Н/м2; Jmin – момент инерции сечения
ворса в плоскости наименьшей жесткости, м4; νl – приведенная длина ворса, м.
Усилие, развиваемое ворсом при взаимодействии с черешком листа,
составляет
Р в  3  Е  d 4 / 64  l 3 ,
(11)
где δ – прогиб ворсинки, м; d – диаметр ворсинки, м; l - длина ворса, м.
Во избежание повреждений стеблей при очесывании листьев необходимо,
чтобы усилие укола ворса было меньше допустимого давления на кору побега.
Установлены допустимые нагрузки на сжатие коры при диаметре ворса 3 мм
(36,3 Н) и 4 мм (64,6 Н). Это значительно меньше усилия действующего в торец
ворса (10). Следовательно, повреждений коры побегов
от уколов
ошмыгивающим барабаном не будет.
Анализ результатов
3,0
моделирования процесса
2,5
воздействия на черешок
2,0
листа капроновым ворсом
Диамерт ворса d=3 мм
(рис.11) показывает, что
1,5
Диаметр ворса d=4 мм
единичная
ворсинка
Усилие отрыва листа Рлист
1,0
толщиной 3-4 мм не в
0,5
состоянии
отделить
основную массу листьев от
0,0
стебля.
Только
в
0,1
0,14
0,18
0,22
0,26
совместном
действии
Длина ворса l, м
нескольких ворсинок (7-10
Рисунок 11 – Зависимость усилия отгиба
шт.) на один черешок
возможно
удаление капронового ворса от его диаметра и длины
листьев.
Для отделения отводков от маточного растения предложена машина
(рис.12), состоящая из навески 1 с опорно-регулировочными колесами 2, к
которой посредством параллелограммного механизма 3 присоединена
подвижная рама 4. На подвижной раме установлен нож 5 с приводом 6 и
копирующим механизмом 7.
При разработке машины для отделения отводков использовался
системный
подход,
позволяющий
определить
взаимосвязи
между
качественными показателями работы, технологическими
условиями и
параметрами рабочих органов устройства, обеспечивающего последовательное,
непрерывное отделение отводков, укладку их в междурядье без повреждений и
ориентированных в одном направлении удобном для последующего сбора.
В общем случае процесс выполнения операции отделения отводков
дисковым ножом можно включает в себя срезание побега, в момент окончания
среза побег нижним комлевым торцом опирается на горизонтальную плоскость
ножа равномерно вращающийся с частотой ω и увлекается им во вращательное
движение (рис.13). В дальнейшем, под действием центробежных сил, побег
перемещается к краю диска и сбрасывается в междурядье маточника.
20
В первый момент начала
движения побега на него будут
действовать
две
силы,
обусловленные
сцеплением
между торцом побега и диском:
сила
Fх
в
касательном
направлении, направленная в
сторону вращения диска, и сила
Fу, направленная к центру диска.
Эти силы приведут побег в
движение
относительно
1 – навеска; 2 – опорно-регулировочные неподвижной
системы
колеса; 3 – параллелограммный механизм; 4 координат X1Y1Z1.
– рама подвижная; 5 – дисковый нож; 6 –
В это время ось Az побега
привод; 7 – копирующий механизм; 8 - занимает
вертикальное
автонаправитель
положение, все точки побега, в
Рисунок 12 - Схема машины для том числе и его центр масс (т.
отделения
отводков
вегетативно С),
имеют
одинаковые
размножаемых подвоев яблони
ускорения, равные ускорениям
точки А, и обладают касательной и нормальной силами инерции.Приведенные
к двум составляющим главного вектора сил инерции Pτ и Pn, приложенным в
его центре масс, они создают вращающие моменты, которые опрокидывают
побег во внешнюю сторону диска.
Направление падения срезанного побега зависит от его положения на
диске и соотношения действующих на побег сил. Для определения последних
применим принцип Даламбера, в соответствии с которым составим
уравновешенную систему сил в векторной форме:
GП  N  Fх  Fу  P  Pn  Pкх  Pку  0
,
(12)
где GП – сила тяжести побега, Н; N – нормальная реакция диска ножа на
побег, Н; Fx и Fy – проекции силы сцепления, соответственно на оси х и у, Н; Pτ
и Pn – тангенциальная и центробежная силы инерции переносного движения, Н;
Pкх и Pку – проекции силы Кориолиса соответственно на оси х и у, Н.
Проинтегрировав данное уравнение по времени в проекции на оси Ох и
Оу, получим значение угловой скорости вращения побега:
4 2
вр х 
 П r sin  x  g 1  cos  x  ,
(13)
l
4g
вр y 
f sin  y  1  cos  y  .
(14)
l




Геометрическое сложение векторов  вр х и  вр y дает вектор  вр
абсолютной угловой скорости вращения побега относительно его мгновенной
оси вращения
 вр   вр х   вр у .
(15)
21
При этом плоскость вращения побега расположена перпендикулярно его
мгновенной оси вращения и отклонена от оси х, на угол

  arctg вр х ,
(16)
вр у
где μ – угол плоскости падения побега в относительном движении, рад.
Рисунок 13 – Схема взаимодействия срезанного побега с диском ножа
Теоретический анализ взаимодействия срезанного побега с дисковым
ножом показывает, что единичный побег неизбежно упадет в направлении
движения машины. Только побеги, срезанные одной наружной боковой
кромкой ножа, расположенной по касательной к линии ряда единичных побегов
с линейной скоростью режущей кромки, направленной против хода машины,
могут избежать повторных воздействий ножа и травмирования. В иных случаях
необходимы дополнительные устройства, обеспечивающие отвод побегов
после их отделения от маточного растения.
Важной составляющей в обеспечении качества механизированных работ
при выращивании клоновых подвоев яблони является автоматизированное
ориентирование рабочих органов машины на ряд растений, функциональная
схема которой представлена на рисунке 14.
Д – датчик; З – золотник; Ц –
цилиндр; О – объект;
ИМ
–
исполнительный
механизм.
Рисунок 14 – Функциональная
схемы автонаправителя
22
Теоретические исследования процесса взаимодействия копирующего
устройства с растениями в рядке вегетативно размножаемых подвоев яблони
направлены на повышение точности ориентирования рабочих органов на ряд
растений и определение оптимальных параметров направителя.
Основным условием, обеспечивающим отслеживание рядка растений,
расположенных в виде ленты, является равенство поперечных сил
сопротивления побегов изгибу действующих на первый и второй направители,
а также при разнице между ними меньше усилия необходимого для включения
золотника распределителя следящая система находится в нейтральном
положении.
EJ  i  cos 
(17)
PРП  PРП 1  PРП 2  3
(C13  C 23 )  P3 ,
H cos(   )  sin 
где РРП1, РРП2 – силы сопротивления побегов изгибу действующие
соответственно на первый и второй направители, Н; EJ – жесткость стебля при
игзибе, Н/м2; i – число побегов на единицу площади в ряду, шт/м2;  - угол
трения побега о направитель, град; Н – высота установки копиров над гребнем
укрывного вала, м;  - угол отгиба направителя, град; С1, С2 – ширина полосы
отгибаемых побегов соответственно первым и вторым направителем, м; РЗ –
сила необходимая для включения гидрораспределителя, Н.
В результате моделирования процесса установлена оптимальная высота
установки копиров - 250…350 мм над гребнем укрывного вала, а
предварительное сжатие ленты побегов направителями обеспечивает более
качественное копирование рядка растений вегетативно размножаемых подвоев
яблони.
В
четвертой
главе
«ПРОГРАММА
И
МЕТОДИКИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ» даны характеристики объектов
исследований, условий проведения опытов, используемых приборов и
аппаратуры. Изложены основные этапы экспериментальных исследований,
обоснованы состав факторов и диапазоны их варьирования.
Экспериментальные исследования проводили с целью выявления
соответствия полученных теоретических результатов фактическим данным и
уточнения конструктивных параметров, кинематических режимов опытных
образцов машин и их рабочих органов.
Методикой предусматривалось проведение лабораторных, полевых
опытов и производственных испытаний.
Общая методика испытаний машин и рабочих органов дополнена
частными методиками в соответствии с программой исследований.
Для исследований были изготовлены экспериментальные образцы машин
для весеннего открытия маточных растений, окучивания отрастающих побегов,
ошмыгивания листьев, отделения отводков и система автоматической
ориентации над рядом растений (рис.15).
23
а)
б)
в)
г)
а – для весеннего открытия маточника; б – для окучивания отрастающих
побегов; в – для ошмыгивания листьев; г – для отделения отводков с системой
автоматической ориентации
Рисунок 15 – Экспериментальные образцы машин
После определения оптимальных параметров и режимов рабочих органов
программа предусматривала проверку работоспособности машин в
производственных условиях.
В пятой главе «РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ» отражены результаты изучения физико-механических
свойств отводков вегетативно размножаемых подвоев яблони и
технологических модулей универсального комплекса для работы в маточниках.
Исследования агрофизических показателей подвоев яблони позволили
установить, что: средняя высота побегов у подвоя 62-396 составляет 57,7 см, у
54-118 – 79,1 см; максимальная высота достигает 97,3 см и 166,5 см
соответственно по подвоям 62-396 и 54-118; ширина ленты побегов варьирует в
широких пределах и зависит от формы подвоя и возраста маточных растений.
Среднее значение ширины ленты побегов для подвоев 54-118 и 62-396
составляет 50,5 … 172,5 мм, а максимальное значение составляет до 385 мм;
степень облиствености составляет 56,2 листа на 1 метр длины подвоя 62-396 и
38,9 листа – у 54-118; усилие отрыва листьев зависит от направления действия
силы и составляет 13,00-16,68 Н в направлении к вершине побега, резко
снижается при действии силы в направлении к его основанию и находится в
пределах 1,28-2,07 Н.
Экспериментальная проверка технологических модулей универсального
комплекса УКМ была проведена в маточнике ФГБНУ «ВНИИС им И.В.
24
Мичурина» с учетом различных подвоев, сроков закладки маточных растений и
субстратов.
Обработка полученных данных по полноте удаления субстрата с
маточных растений (рис. 16) установила, что с увеличением жесткости
эластичных элементов роторного рабочего органа в исследуемых пределах
допустимой нагрузки от 3,2 до 80 Н степень раскрытия укрывного вала
улучшается, но при этом количество поврежденных почек и отрастающих
побегов увеличивается.
В результате исследований
технологического модуля для
открытия маточных растений
установлено, что засыпание
соседнего ряда маточных
растений
субстратом
исключается при частоте
вращения ротора меньше
26,2с-1, что согласуется с
теоретическими
исследованиями - 28,5 с-1.
Таким
образом,
проведенные исследования
Рисунок 16 – Зависимость качества удаления
показывают
правильность
субстрата укрывного вала и повреждения почек
принятой ранее методики
от параметров лопасти
расчета, а механизированное
открытие маточных растений путем использования ротационных рабочих
органов с эластичными элементами обеспечивает высокое качество
выполняемых работ.
При исследовании машины для окучивания отрастающих побегов
вегетативно размножаемых подвоев яблони получено уравнение регрессии
площади сечения валка перенесенной массы субстрата в область образования
корней побегов:
2
S в  827,8  549,8окр  16,5  5,4окр n  1,6окр   65,7окр
 0,5 2 , (18)
здесь υокр – окружная скорость ротора, м/с; n – количество ножей, шт;  угол установки ножа, град.
На рисунке 17 представлена зависимость площади сечения валка
перемещенной массы субстрата в зону произрастания побегов от окружной
скорости ротора и угла установки ножей после исключения из уравнения
малозначимого фактора n (количество ножей на диске ротора).
Из анализа зависимости следует, что максимальное количество
перемещенной массы в ленту растений возможно при установки ножей под
углом 10° …20°.
25
Для обеспечения
заполнения субстратом
пространства
между
растениями окружная
скорость
ротора
должна быть не более
4,2 м/с, так как при
увеличении скорости
наблюдается
перебрасывание
укрывного
субстрата
через растения.
Для
развития
растений
требуется
субстрат определенной
структуры.
Рисунок 17 – Зависимость влияния окружной
скорости вращения ротора и угла установки ножей
на смещение субстрата в зону образования валка
Агрономически ценными считают комочки размером 1 – 7 мм. Частицы
размером 0,25 – 1,0 мм также считают желательными.
При наличии данных фракций в количестве не менее 55% создаются
условия, способствующие интенсивному корнеобразованию у побегов, а также
их последующему развитию.
Исследования влияния конструктивных и кинематических параметров
машины на образование частиц диаметром от 0,25 до 7 мм, позволили
получить зависимость:
k c  39,9  2,71окр  2,75n .
(19)
Достижение агротехнических требований по окучиванию отрастающих
побегов вегетативно размножаемых подвоев обеспечивается предложенным
агрегатом при окружной скорости рабочего органа υокр,=3,9 м/с, количестве
ножей на диске – 4 шт. и угле установки ножей на роторе  = 10° …20°.
Экспериментальные исследования технологического модуля для
ошмыгивания
листьев
предусматривали:
обоснование
конструкции
очесывающего ротора; исследование влияния направления вращения ротора
для отделения листьев от побегов клоновых подвоев яблони; определение
зависимости качественных показателей технологического процесса (степени
удаления листьев) от конструктивных параметров и кинетических режимов
работы агрегата.
Серия однофакторных экспериментов, проведенная с целью выявления
наиболее перспективной конструкции рабочего органа для ошмыгивания
листьев с отводков вегетативно размножаемых подвоев яблони, показала, что
щеточный рабочий орган, установленный фронтально линии ряда отводков,
является наиболее перспективным. Полнота отделения листьев составляла
76,6%, что на 12,8% и 20,5% больше в сравнении с лопастным и двухроторным
рабочими органами.
26
Выявлено, что для обеспечения наибольшей полноты удаления листьев
вращение ротора должно быть таковым, чтобы направление действия ворса на
черешок листа совпадало с направлением наименьшего усилия отрыва листа,
т.е. от вершины побега к его основанию, так называемое "прямое" вращение.
Увеличение количества проходов агрегата влечет повышение полноты
удаления листьев с побегов вегетативно размножаемых подвоев.
Одновременно увеличивается количество поврежденных растений. При
повторном прохождении ряда наблюдается увеличение поврежденных побегов
до 7,3%, а за три прохода до 10, 2 %.
Результаты
обработки
экспериментальных
данных
влияния
кинематического показателя  на качество отделения листьев представлены на
рисунке 18.
После
обработки
данных
получены
квадратические модели:
- полноты удаления
листьев:
подвой 54-118
y=-0,04²+3,3+36,1,
подвой 62-396
y=-0,01²+2,4+32,2,
повреждения
побегов:
подвой 54-118
Рисунок 18 – Качество ошмыгивания листьев с
y=0,05²-1,42+12,8
отводков клоновых подвоев 54-118 и 62-396 в
подвой 62-396
зависимости от кинематического показателя 
y=0,01²-0,19+1,8
Анализ результатов исследования показал, что для обеспечения
необходимой полноты ошмыгивания листьев кинематический показатель
должен быть не менее =20,23 (подвой 54-118) и =25,48 (подвой 62-396).
Повреждение побегов на данных режимах составляет 5,7% и 5,4%,
соответственно, что превышает значения агротехнических требований.
Следовательно, для обеспечения требований к качеству выполнения
технологической операции машину необходимо оснастить дополнительными
техническими средствами, позволяющими обеспечить качество удаления
листьев.
Исследования влияния конструктивных элементов машины - рассекателя,
предназначенного для формирования ленты побегов в узкие полосы и
удержания их при очёсе листьев, на качество ошмыгивания установили, что они
способствуют увеличению полноты удаления листьев до 90,5 %.
Применение доводчика в задней части машины обеспечивает наклон
высоких побегов в зону вращения очесывающего ротора, что способствует
увеличению полноты удаления листьев на 8-10% в сравнении с контролем (без
доводчика).
27
Точность ориентации машины,
мм
Результаты совместного использования очесывающего ротора,
оборудованного рассекателем-удерживателем и доводчиком, обеспечивает
выполнение агротехнических требований по качеству ошмыгивания листьев
при кинематическом показателе 16,5 - 20,3 и позволяет приблизиться к
показателям ручного труда.
Исследования машины для отделения отводков от маточных растений
клоновых подвоев яблони, а также проведение омолаживающей обрезки
маточной косички были направлены на определение оптимальных параметров
основных рабочих органов, обеспечивающих отделение побегов от маточных
растений, укладку их в валок без повреждений и ориентированных в
направлении удобном для последующего сбора. Выявлено, что наилучшее
качество среза обеспечивает дисковый нож с сегментными режущими
элементами при угловой скорости 1200-1300 об/мин. Сплошной дисковый нож
выполняет технологический процесс, однако срез неровный, с расщеплением
пеньков и задирами поверхностных тканей рожков.
Для окончательного заключения о пригодности дискового ножа был
заложен опыт с использованием обоих ножей на подвое 54-118 (ряд №69, 2004
год посадки), где отрастание отводков и их качество наблюдалось в течение
вегетационного периода 2011 года.
Опытные делянки характеризовались следующими показателями. Оба
режущих диска при движении вдоль маточной косички делают от 14 до 16
срезов различного вида рожков на 1 м.п. ряда. Диаметр среза колеблется от 3 до
50 мм. При этом основная часть срезов (72-80 %) в пределах 14 мм, ещё 10-14
% – от 15 до 20 мм. Таким образом, от 86 до 90 % срезов не толще 20 мм.
Наблюдениями установлено, что по биометрическим показателям
укоренившиеся отводки на опытных делянках по всем вариантам примерно
одинаковы и по корневой системе на 24-50 % превосходят контроль (ручную
обрезку). Вместе с тем по выходу стандартных отводков нож с сегментами на
16,3 % дает лучшее качество в сравнении со сплошным ножом.
Экспериментальные
100
исследования
системы
Подвой 54-118
0,006x
85
y = 15,2e
автоматической
ориентации
Подвой 62-396
машины над рядом растений
70
позволили установить, что зазор
55
0,005x
y = 11,9e
менее
200
мм
(рис.
19)
40
обеспечивает
точность
ориентирования технологического
25
модуля до 50 мм в независимости
10
от типа подвоя, что согласуется с
50
100
150
200
250
300
результатами
теоретических
Зазор между направителями, мм
исследований,
а
отклонение
Рисунок
19
–
Влияние
трактора
от
прямолинейного
движения не влияет на положение предварительного сжатия побегов на
точность
ориентирования
машины над растениями.
технологического модуля
28
Система
автоматической
ориентации
обеспечивает
точное
позиционирование рабочих органов над рядом вегетативно размножаемых
подвоев яблони.
Производственная проверка опытных образцов машин (рисунок 24)
проводилась в опытно-производственном отделении
ФГБНУ ВНИИ
садоводства им. И.В. Мичурина на экспериментальном маточнике, ОАО
«Плодопитомник «Жердевский», ООО «Снежеток», учхозе-племзаводе
«Комсомолец» Тамбовской области, СХПК «Племзавод Майский»
Вологодской обл., СПК «Де-Густо» РСО-Алания в период 2011-2015 гг.
Испытаниями установлено, что:
- технологический модуль для весеннего открытия маточных растений
(рис.20) вегетативно размножаемых подвоев обеспечивает качественное
выполнение операции за один проход агрегата. Два ротора машины позволяют
раскрыть укрывной вал за один проход агрегата. Степень раскрытия маточных
растений более 95%. Повреждение головок маточных растений и почек не
наблюдалось;
а) в работе; б) результат работы
Рисунок 20 – Опытный образец машины для весеннего открытия маточных
растений
- технологический модуль для окучивания отрастающих побегов (рис.21)
позволяет применять его на различных субстратах без переналадки
технических параметров.
а) в работе; б) результат работы
Рисунок 21 – Опытный образец машины для окучивания побегов
29
Окучивание происходит за один проход агрегата. Машина обеспечивает
качественное заполнение пространства между побегами;
- технологический модуль для ошмыгивания листьев с отводков (рис.22)
перед их отделением полностью исключает ручной труд на данной операции;
а) в работе; б) результат работы
Рисунок 22 – Опытный образец машины для ошмыгивания листьев
- технологический модуль для отделения отводков (рис.23) производит
срез побегов с отбрасыванием их в сторону и образование валка.
а) в работе; б) результат работы
Рисунок 23 – Опытный образец машины для отделения отводков
При испытаниях установлено, что использование универсального комплекса
УКМ для работы в маточниках обеспечивает соблюдение агротребований,
сокращение трудозатрат в 5,4 раза на выполнение технологических операций и
повысить степень механизации на специализированных технологических
операциях до 77,8%.
В шестой главе «ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И
ВНЕДРЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ»
представлен
сравнительный анализ комплексов для работы в маточниках и результаты
внедрения исследований.
Определение показателей экономической эффективности разработанного
универсального комплекса для работы в маточниках УКМ проводили в
сравнении с:
- комплексом технических средств, разработанным в 90-е годы и
применяемым в хозяйствах Российской Федерации. На сегодняшний день
данные машины не выпускаются;
30
- комплексом технических средств выпускаемых зарубежом.
Использование универсального комплекса УКМ позволяет повысить
продуктивность маточника на 4,3 … 7,0 % и выход стандартных отводков на
16,1 … 21,6 %, по сравнению с использованием базовой технологии, что
обеспечивает получение дополнительных 54,4 тыс. качественных растений с 1
га. При разнице в цене отводков первого сорта и нестандарта всего на 5 рублей
дает дополнительный эффект 288 … 439 тыс. руб/га.
Блочно-модульный принцип построения технических средств для
маточника, который применен в данной работе, позволяет снизить капитальные
вложения по сравнению с комплексом современных выпускаемых машин
зарубежом на 20%.
Экономическая эффективность от применения универсального комплекса
для работы в маточнике составляет 514 … 664 тыс. рублей на 1 га, а срок
окупаемости комплекса - 1 сезон.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Анализ проблемы выращивания вегетативно размножаемых подвоев
яблони показал, что наиболее трудоемкими технологическими операциями
являются: весеннее открытие маточных растений; окучивание побегов по мере
их отрастания и укрытия осенью для защиты их от вымерзания; ошмыгивание
листьев для повышения сохранности растений; отделение отводков для
закладки на хранение.
Весеннее открытие маточных растений должно быть выполнено быстро в
кратчайшие оптимальные сроки, что невозможно выполнить вручную.
Механизированное удаление массы укрывного вала осуществляется
бесконтрольно, что приводит к частичному засыпанию открытых рядов.
Машины, оснащенные ограничивающими кожухами, образуют валки субстрата
в междурядьях, что затрудняет выполнение последующих операций.
При
окучивании
отрастающих
побегов
рабочими
органами,
осуществляющими перемещение почвы из междурядий к боковым сторонам
ряда растений, не обеспечивается равномерное укрытие в середине ряда, что
снижает выход качественных подвоев. Окучивание отрастающих побегов
должно осуществляться субстратом, обработанным жидкими удобрениями или
политым водой, что исключает применение на машине отражающих элементов
для формирования валка.
Удаление листьев с отводков перед их отделением от маточных растений
в большинстве хозяйств осуществляется вручную. Трудозатраты достигают
96,2 чел. часов на 100 тыс. отводков. Ручное отделение листьев значительно
увеличивает сроки ее проведения, что приводит к смещению сроков отделения
вегетативно размножаемых подвоев.
Отделение отводков выполняют осенью до заморозков срезанием побегов
«на пенек» высотой 1 … 3 см. В хозяйствах данная операция выполняется
вручную, что приводит к затягиванию сроков уборки или требует привлечения
большого количества высококвалифицированных специалистов.
При
31
применении механизированных устройств наблюдается выдергивание
маточных кустов, что приводит к изреживанию маточника.
2. Разработаны технико-технологические требования на выполнение
наиболее трудоемких операций весеннего открытия маточных растений,
окучивания отрастающих побегов, ошмыгивания листьев, отделения отводков
вегетативно размножаемых подвоев яблони.
3. Исследованы физико-механические свойства побегов клоновых
подвоев 54-118 и 62-396, а также их биометрические, прочностные
характеристики и параметры ленты растений в ряду. Установлено: средняя
высота подвоя 62-396 составляет 57,7 см, подвоя 54-118 – 79, см; максимальная
высота достигает 97,3 и 166,5 см, соответственно подвои 62-396 и 54-118;
степень облиственности – 56,2 листа на один метр длинны подвоя 62-396 и 38,9
листа – у 54-118; в молодых маточниках лента побегов по длине ряда
формируется на 42-57% из единичных побегов, позже маточная косичка дает до
10 побегов в поперечном сечении ленты и достигает ширины до 385 мм.
Выявлено, что жесткость побегов на изгиб находится в диапазоне
EJ=0,2…0,8Нм2. Определена допустимая нагрузка на кору отводков: при
сжатии 4,9 МПа, при расслоении - 0,06 Н/мм. Исследования показали, что
усилие отрыва листьев зависит от направления действия силы и составляет
13,0-16,7 Н - к вершине побега и 1,3 – 2,1 Н – к основанию побега.
4. На основе принципов системного подхода и концептуального
моделирования предложены новые технические средства:
- для открытия маточных растений - устройство с активными рабочими
органами с наклонной осью вращения, что обеспечивает снижение циклов
воздействий на растение и, следовательно, травмируемость;
- для окучивания отрастающих побегов вегетативно размножаемых
подвоев - модуль с фрезерными барабанами, размещенными параллельно
движению агрегата со ступенчатой системой установки ножей, без
дополнительных конструктивных элементов, обеспечивает полет частиц в
среднюю часть ленты побегов;
- для ошмыгивания листьев с побегов - щеточный рабочий орган,
установленный осью вращения перпендикулярно ряду растений, позволяет
меньшее травмировать побеги, а оптимальным является такое направление
вращения барабана при котором отделение листьев происходит сверху вниз по
стеблю. Требуемое качество ошмыгивания достигается путем оснащения
машины удерживающим устройством и доводчиком выпавших побегов;
- для отделения отводков от маточного растения – модуль с рабочим
органом в виде режущего диска, содержащего вспомогательные устройства для
проталкивания срезаемой массы и защиту их от повторного перерезания;
- для автоматической ориентации рабочих органов над рядом растений –
модуль с системой позиционирования за счет контакта с лентой растений.
5. Проведенные теоретические исследования по взаимодействию рабочих
органов с почвой и растением позволили смоделировать технологические
процессы для создания универсального комплекса для выращивания
вегетативно размножаемых подвоев:
32
- разработана математическая модель процесса открытия маточных
растений, которая позволила установить, что: минимальная частота ротора,
обеспечивающая выполнение рабочего процесса, составляет 5,7 с-1, а его
максимальное значение, исключающее перемещение укрывного субстрата на
соседний ряд - 28,5 с-1; шаг расстановки эластичных пальцев - 40 мм; угол
наклона ротора - 10° …20°; диаметр ротора - 520 … 550 мм; потребная
мощность для привода ротора – 4,5 кВт;
- моделирование перемещения субстрата для окучивания отрастающих
побегов позволило описать процесс образования валка и установить общие
закономерности влияния конструктивных параметров и кинематических
режимов фрезерного барабана. В результате определены параметры
окучивателя: угловая скорость - 15,7 … 20,9 с-1; угол установки ножей должен
быть не менее 10°; глубина обработки одним рядом ножей не более 60 мм;
- теоретические исследования ошмыгивателя листьев с клоновых подвоев
яблони перед их отделением позволили решить противоречие между полнотой
удаления листьев и повреждением побегов. В результате математического
моделирования установлено, что капроновый ворс длиной 120-180 мм и
диаметром 3-4 мм обеспечит ошмыгивание основной массы листьев при
движении в отношении побега сверху вниз;
- теоретические исследования срезающего рабочего органа машины для
отделения отводков направлены на обеспечение максимальной чистоты
(качества) среза и исключения повторного попадания растений в зоны
режущего диска и укладки их в валок. В результате установлены оптимальные
конструктивные параметры диска и режимы резания: диаметр диска - 410…420
мм; угловая скорость - 1200…1300 об/мин. Для исключения повреждения
срезанных побегов необходимо дополнительное устройство, обеспечивающие
их отвод из зоны действия рабочего органа;
- обоснованы элементы системы автоматической ориентации машины над
рядом растений и конструктивные параметры копира ленты вегетативно
размножаемых подвоев. В результате математического моделирования
установлено, что для обеспечения заданной точности позиционирования
машины копир должен быть установлен над гребнем укрывного вала на высоте
250 … 350 мм и с зазором между ними – 100 …150 мм.
6. Разработаны экспериментальные образцы машин для выращивания
вегетативно
размножаемых
подвоев,
проведены
исследования
с
использованием методики многофакторного эксперимента и оптимизированы
параметры и режимы технологических модулей:
- весеннего открытия маточных растений. Установлено, что с
увеличением жесткости эластичных элементов роторного рабочего органа, в
исследуемых пределах допустимой нагрузки от 3,2 до 80 Н, степень раскрытия
укрывного вала улучшается, но при этом количество поврежденных почек и
отрастающих побегов увеличивается. Для исключения засыпания соседнего
ряда маточных растений субстратом частота вращения ротора должна быть
меньше 26,2 с-1, при этом полнота удаления субстрата составит 93-97 %,
33
распределение укрывного материала в междурядье равномерное, а повреждение
маточных растений не наблюдается;
- окучивания отрастающих побегов. Машина обеспечивает необходимые
параметры укрывного валка на всех этапах окучивания за один проход, при
применении фрезерного барабана, установленного горизонтально по ходу
движения трактора с вращением снизу-вверх к ряду, осуществляют
фрезерование почвы и набрасывание ее на ленту растений. Оптимальные
показатели фракционного состава почвы и параметров укрывного валка
позволяют достичь окружная скорость ротора υокр=3,9 м/с, количестве ножей
на диске – 4 шт. и угол установки ножей на роторе  = 10° …20°. Машина
обеспечивает качественное заполнение пространства между побегами. В ходе
работы агрегата растения не повреждались, а дополнительного окучивания не
требуется;
- ошмыгивания листьев. Машина оснащена ротационным щеточным
барабаном с капроновым ворсом диаметром 3 и 4 мм при длине ворса от 120 до
180 мм в виде пучков по 8-10 шт. Ротор обеспечивает высокое качество
выполнения работы. Оснащение машины рассекателем-удерживателем и
доводчиком обеспечивает выполнение требований по качеству ошмыгивания
при кинематическом показателе 16,5 - 20,3 и позволяет приблизиться к
показателям ручного удаления листьев. Полнота удаления листьев составила
96-99 %, с незначительным повреждением побегов - 3,8 % и практически без
повреждения почек;
- отделения отводков. Машина, оснащенная дисковым ножом с
сегментными режущими элементами диаметром 410…420 мм при угловой
скорости 1200…1300 об/мин, обеспечивает необходимую высоту среза с
отбрасыванием в сторону отводков и образованием валка. Качество среза
отвечает технологическим требованиям. При омолаживающей обрезке при
использовании ножа с сегментами выход стандартных отводков на 16,3 %
выше, чем со сплошным ножом.
7. Блочно-модульный принцип построения позволил создать
универсальный комплекс УКМ с шестью технологическими модулями для:
весеннего открытия маточника УКМ-ОВ, междурядной обработки УКМ-МО,
окучивания побегов УКМ-О, удаления субстрата укрывного вала УКМ-РК,
ошмыгивания листьев УМК-ОШ и отделения отводков УКМ-ОО. Имеется
возможность дальнейшей модернизации его для использования на других
технологических операциях и культурах.
8. В результате производственной проверки универсального комплекса
УКМ для работы в маточниках установлено, что:
- технологический модуль для весеннего открытия маточника
вегетативно размножаемых подвоев обеспечивает качественное выполнение
операции за один проход агрегата. Два ротора машины позволяют равномерно
распределить укрывной субстрат в междурядье, при этом степень раскрытия
маточных растений составляет более 95%, а повреждения головок маточных
растений отсутствует. Продуктивность маточника повышается на 7 - 10%;
34
- технологический модуль для окучивания отрастающих побегов
позволяет применять его на различных субстратах без переналадки.
Окучивание происходит за один проход агрегата без образования комков
диаметром более 50 мм. Машина обеспечивает качественное заполнение
пространства между побегами. В ходе работы агрегата растения не
повреждались, и дополнительного окучивания не требовалось. За счет создания
оптимальной среды для развития растений повышается выход стандартных
отводков до 86,2 … 90,6 %;
- технологический модуль для ошмыгивания листьев с отводков перед их
отделением полностью исключает ручной труд на данной операции;
- технологический модуль для отделения отводков производит срез до
95% побегов, отбрасывание их в сторону и формирование валка. Он позволяет
повысить выход стандартных отводков на 5-7 % за счет качественного
отделения, улучшения условий среза и обеспечивает повышение выхода
стандартных отводков на следующий год на 8 - 10%.
9. Разработанный универсальный комплекс УКМ позволяет повысить
степень механизации до 77,8 %, снизить затраты ручного труда в 5,4 раза,
повысить продуктивность маточника на 4,3 … 7,0 %, а выход стандартных
отводков на 16,1 … 21,6 % и получить дополнительную прибыль 288 … 439
тыс.руб/га. Экономическая эффективность от применения универсального
комплекса для работы в маточнике составляет 514 … 664 тыс. рублей на 1 га, а
срок окупаемости комплекса - 1 сезон.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
Разработаны и предложены технико-технологические требования на
базовые машинные операции: весеннее открытие маточника плодовых подвоев;
междурядную обработку маточника; окучивание отрастающих побегов
вегетативно размножаемых подвоев яблони; раскрытие корневой системы
побегов; ошмыгивания листьев с побегов клоновый подвоев яблони; отделение
отводков от маточного растения.
При выращивании вегетативно размножаемых подвоев рекомендуется
использовать универсальный комплекс УКМ для работы в маточнике.
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАЗРАБОТКИ
С целью дальнейшего снижения затрат на производство посадочного
материала и увеличения выхода качественных отводков целесообразно
универсальный комплекс УКМ оснастить интеллектуальной бесконтактной
системой ориентации агрегата, что позволит исключить человека из
непосредственного участия в управлении агрегатом.
Целесообразно провести исследования по адаптации комплекса УКМ для
работ в маточниках на косточковых (вишня, слива и др.), семечковых (груша),
крыжовнике, смородине, плодово-ягодных (алыча, жимолость, рябина и др.),
декоративных (сирень, снежноягодник, кизильник и др.) культурах.
35
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Ланцев, В.Ю. Ресурсосберегающая технология ухода за почвой в
многолетних насаждениях/ А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков, В.В.
Миронов//Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2008. №2. – С.17-18, 97.
2. Ланцев, В.Ю. Совершенствование машин для ухода за садами/ А.И.
Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков, В.В. Хатунцев// Техника в сельском
хозяйстве. – 2009 - №6 – С.52-54.
3. Ланцев, В.Ю. Комплекс машин для маточников вегетативно
размножаемых подвоев и интенсивного сада/ А.И. Завражнов, К.А. Манаенков,
В.Ю. Ланцев, В.В. Хатунцев, В.Г. Бросалин, М.И. Меркулов // Достижения
науки и техники АПК. - 2009. - №1. – С.49-52.
4. Ланцев, В.Ю. Результаты исследования ротационного рабочего органа
машины для механизированного раскрытия укрывных валов/А.А. Завражнов,
В.Ю. Ланцев, М.И. Меркулов, В.В. Хатунцев// Вестник МичГАУ - Мичуринск:
ФГБОУ ВПО МичГАУ. - 2012. - №1. Ч.1. – С.171-176.
5. Ланцев, В.Ю. Направления и приоритеты развития производства техники
для садоводства с учетом работы в условиях ЕЭП и ВТО/ А.И. Завражнов, А.А.
Завражнов, В.Ю. Ланцев// Вестник МичГАУ- Мичуринск: ФГБОУ ВПО
МичГАУ - 2012. - №3 – С. 27-30.
6. Ланцев, В.Ю. Индустриальные технологии интенсивного садоводства/
А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев// Вестник МичГАУ- Мичуринск:
ФГБОУ ВПО МичГАУ. - 2013. - №5 – С. 47-51.
7. Ланцев, В.Ю. Онтологический анализ современных машинных
технологий интенсивного садоводства/ А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю.
Ланцев// Сельскохозяйственные машины и технологии.– 2014. - №3 – С.11-14.
8. Ланцев, В.Ю. Теоретический анализ взаимодействия рабочего органа при
отделении отводков вегетативно размножаемых подвоев / В.Г. Бросалин, А.А.
Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков// Вестник КрасГАУ
– Красноярск: ФГБОУ ВПО КрасГАУ. – 2014. - №10 – С. 69-75.
9. Ланцев, В.Ю. Техника и технологии для садоводства / А.И. Завражнов,
А.А. Завражнов, В.Ю. Ланцев // Сельскохозяйственные машины и технологии.
– 2014. - №3– С.11-14.
10. Ланцев, В.Ю. Обоснование конструктивных и технологических
параметров агрегата для отделения отводков клоновых подвоев/ В.Г. Бросалин,
А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев, Н.В. Цугленок// Вестник
КрасГАУ – Красноярск: ФГБОУ ВПО КрасГАУ. – 2014. - №11 - С 176 - 181.
11. Ланцев, В.Ю. Интеллектуальная следящая система для управления
машинами и агрегатами в маточниках и питомниках/ А.А. Завражнов, А.И.
Завражнов, А.С. Гордеев, В.Ю. Ланцев// Вестник МичГАУ- Мичуринск:
ФГБОУ ВПО МичГАУ. - 2014. - №5– С. 42-46.
12. Ланцев, В.Ю. Информационное моделирование машинных технологий
в промышленном садоводстве/ А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев//
Вестник МичГАУ- Мичуринск: ФГБОУ ВПО МичГАУ. - 2014. - №5– С. 51-55.
36
13. Ланцев, В.Ю. Применение блочно-модульного принципа построения
комплекса для работ в маточниках вегетативно размножаемых подвоев/ А.А.
Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев// Техника и оборудование для села. 2014. - №12 (210) – С. 2-5.
14. Ланцев, В.Ю. Автоматизированное ориентирование рабочих органов
машины для маточников клоновых подвоев яблони/ В.Г. Бросалин, А.А.
Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков// Вестник МичГАУМичуринск: ФГБОУ ВПО МичГАУ. - 2014. - №6– С. 47-53.
15. Ланцев, В.Ю. Машина для весеннего раскрытия маточных растений/
В.Г. Бросалин, А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А.
Манаенков// Техника в сельском хозяйстве. – 2014 - №6– С. 2-5.
16. Ланцев, В.Ю. Фрактальное моделирование в земледельческой
механике/ А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев// Вопросы
современной науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского. – 2014 - №
4(54) – С. 125-132.
17. Ланцев, В.Ю. Исследования машины для окучивания отрастающих
побегов вегетативно размножаемых подвоев яблони / Ланцев В.Ю. //
Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского
государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ)
[Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2016. – №02(116). – Режим
доступа: http://ej.kubagro.ru/2016/02/pdf/102.pdf.
18. Ланцев, В.Ю. Математическое моделирование формирования валка
при окучивании отрастающих побегов в маточнике/ В.Ю. Ланцев// Вестник
МичГАУ- Мичуринск: ФГБОУ ВПО МичГАУ. - 2016. - №1– С. 183-191.
Публикации в изданиях, включенных в международную реферативную базу
данных Скопус (Scopus)
1. Ланцев, В.Ю. Substantiation for structural and technological parameters of
the unit for separating branching cloned rootstocks/ В.Г. Бросалин, А.А. Завражнов,
А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков// Biosciences biotechnology
research asi. Decemmber, 2014. – C. 1413-1419.
Патенты на изобретение и полезную модель
1. Пат. №144793 Рос. Федерации: МПК A01G 3/00. Дефолиатор
механический/ В.Г. Бросалин, А.А. Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков;
заявитель и патентообладатель ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина №2014108701/13; заяв. 05.03.2014; опуб. 27.08.2014. Бюл. №24. – 1 с.
2. Пат. №149848 Рос. Федерации: МПК A01D 23/02. Машина для отделения
отводков вегетативно размножаемых подвоев / В.Г. Бросалин, А.А. Завражнов,
В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО
МичГАУ - №2012154918/13; заяв. 18.12.2012; опуб. 20.01.2015. Бюл. №2. – 2 с.
3. Пат. №155138 Рос. Федерации: МПК A01G 3/00. Дефолиатор
механический/ В.Г. Бросалин, А.А. Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков;
заявитель и патентообладатель ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина №2015113551/13; заяв. 13.04.2015; опуб. 20.09.2015. Бюл. №26. – 2 с.
Монографии и рекомендации
1. Ланцев, В.Ю. Ситуация и взгляд на перспективу садоводства в
37
Центрально-черноземном регионе России. Учебное пособие/ А.И. Завражнов,
Н.М. Круглов, А.А. Завражнов, В.Ю. Ланцев// Мичуринск: ООО «БИС», 2011. –
68 с.
2. Ланцев, В.Ю. Механизация работ в интенсивном садоводстве: курс
лекций/ А.И. Завражнов, А.А. Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков//
Мичуринск: НОЦ «ИнТех», 2011. – 60 с.
3. Технология и техника промышленного садоводства: монография/ А.И.
Завражнов, А.А. Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков; под общ. Ред. А.И.
Завражнова. – Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2016. –
423 с.
4. Трунов, Ю.В. и др. Система производства плодов в интенсивных садах
средней полосы России/ Под. ред. Ю.В. Тунова. –Воронеж: Изд-во «Кварта»,
2011.–182с.
Публикации в зарубежных изданиях
1. Ланцев, В.Ю. Принципы формирования системы технологий и машин для
промышленного садоводства/ А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев//
mатериалдары университеттін 55 жылдығына арналған «Зерттеу унивеститеті:
ғылым, білім, инновация синтезі» атты халықаралық ғылымиөпрактикалық
конференция, Астана – 2012 – С. 294-306.
2. Ланцев, В.Ю. Механизмы «Интех» для интенсивного садоводства/ А.А.
Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев// Новини садiвництва. Г. Умань, 2013
- №3 – С. 27.
3. Ланцев, В.Ю. Механизированное отделение отводков вегетативно
размножаемых подвоев / В.Г. Бросалин, А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю.
Ланцев,
К.А.
Манаенков//
Научно-технический
прогресс
в
сельскохозяйственном
производстве:
материалы
Междунар.
научнопрактической конф. (Минск 22-23 октября 2014г.). – Минск: НПЦ НАН
Беларуси по механизации сельского хозяйства.– 2014. – Т.1. – С. 202-209.
4. Ланцев, В.Ю. Mathematical modeling of specific indicators mechanical
composition of the soil/А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев// Muasir
aqrar elm: qlobalasma seraitinde esrin actual problemleri ve inkisaf perspektivleri.
Beynelxalq elmi – praktik konfrans., 22-24 sentyabr 2014. – Gence Azerbaycan, 1
cild. - 2014. – C. 286 – 292.
5. Ланцев, В.Ю. Некоторые физико-механические свойства клоновых
подвоев яблони в связи с механизацией их возделывания/ В.Г. Бросалин, А.А.
Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев, К.А. Манаенков// Вісник
Українського відділення Міжнародної академії аграрної освіти. Мелітополь:
Копіцентр «Документ-сервіс». - 2015. - Вип. 3. – С. 90-97.
Публикации в центральных журналах, сборниках научных трудов и
материалах конференций
1. Ланцев, В.Ю.. Управление качеством в системе машинных технологий
интенсивного садоводства в соответствии со стандартами ИСО 9000 и ИСО
14000 / А.А. Завражнов, В.Ю. Ланцев// Современные системы производства,
хранения и переработки высококачественных плодов и ягод// Материалы
38
научно-практической конференции 4-5 сентября 2010 г. - Мичуринск. - 2010 –
С. 181-187.
2. Ланцев, В.Ю. Машинные технологии для интенсивного садоводства/ А.И.
Завражнов и др.// Информационный бюллетень Министерства сельского
хозяйства РФ. - 2011 – №8. - С. 33-35.
3. Ланцев, В.Ю. Синергетические принципы построения машинных
технологий для интенсивного садоводства/ А.А. Завражнов, В.Ю. Ланцев//
Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК.
Материалы V международной научно-практической конференции. Москва
ФГНУ «Росинформагротех». - 2011 – С. 358-370.
4. Ланцев, В.Ю. Инновационные технологии в механизации садоводства/
А.И. Завражнов, А.А. Завражнов, В.Ю. Ланцев// Инновационные технологии и
техника нового поколения – основа модернизации сельского хозяйства/
Сборник
научных
докладов
Международной
научно-практической
конференции (5-6 октября 2011 г., Москва). Ч. 2 – М.: ВИМ, 2011. – С. 363-368
5. Ланцев, В.Ю. Средства механизации для работ в маточниках/ А.А.
Завражнов, В.Ю. Ланцев, М.И. Меркулов// Инновационные технологии и
техника нового поколения – основа модернизации сельского хозяйства/
Сборник
научных
докладов
Международной
научно-практической
конференции (5-6 октября 2011 г., Москва). Ч.2 – М.: ВИМ. - 2011. - С. 485-494.
6. Ланцев, В.Ю. Разработка машины для отделения отводков клоновых
подвоев плодовых деревьев/ С.И. Белкин, В.Ю. Ланцев// Материалы 65-й
научно-практической конференции студентов и аспирантов: сб. науч. тр. –
Мичуринск: МичГАУ, 2013. – С.176-178.
7. Ланцев, В.Ю. Система технологий и машин для интенсивного
садоводства России/ А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев// Система
технологий и машин для инновационного развития АПК России: Сборник
научных докладов Международной научно-технической конференции,
посвященной 145-летию со дня рождения основоположника земледельческой
механики В.П. Горячкина (Москва, ВИМ, 17-18 сентября 2013 г.). Ч. 1. - М.:
ВИМ. - 2013. - С. 137-140.
8. Ланцев, В.Ю. Инновационные технологии и технические средства для
интенсивного садоводства России/ А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю.
Ланцев// Материалы международной научно-практической конференции
«Инновационно - технологическое обеспечение устойчивого развития
садоводства, виноградарства и виноделия» 18-20 сентября 2013г. Махачкала. 2013.- С. 290 - 297.
9. Ланцев, В.Ю. Математическое моделирование удельных показателей
механического состава почвы/ А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев//
Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-27: сб. трудов
XXVII Междунар. науч. конф. – Тамбов: Тамбовский гос. техн. ун-т.– 2014. –
Т.7. - С. 157-161.
10. Ланцев, В.Ю. Следящая система для управления рабочим органом
агрегата для работы в маточниках плодовых культур/ А.А. Завражнов, А.И.
39
Завражнов, В.Ю. Ланцев, А.С. Гордеев, Б.С. Мишин// Инновации в сельском
хозяйстве - Москва: ГНУ ВИЭСХ - №5(10) – 2014. – С. 168 – 172.
11. Ланцев, В.Ю. Механизированное ошмыгивание листьев клоновых
подвоев яблони в маточнике с использованием дефолиантов/ В.Г. Бросалин,
А.А. Завражнов, Е.А. Каплин, В.Ю. Ланцев// Инновационные технологии
продуктов здорового питания: материалы Межд. науч.-практ. конф.,
посвящ.160-летию со дня рожд. И.В. Мичурина.– Мичуринск: Изд-во ФГБОУ
ВО Мичуринский ГАУ. - 2015.- С. 167-172.
12. Ланцев, В.Ю. Механизация выращивания клоновых подвоев в
маточнике/ В.Г. Бросалин, А.А. Завражнов, А.И. Завражнов, В.Ю. Ланцев//
Инновационные технологии продуктов здорового питания : материалы Межд.
науч.-практ. конф.,посвящ.160-летию со дня рожд. И.В. Мичурина.–
Мичуринск: Изд-во ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ. - 2015. – С. 172-177.
13. Ланцев, В.Ю. Агробиомехатронные и робототехнические системы в
промышленном садоводстве (научно-методические подходы)/ А.А. Завражнов,
А.И. Завражнов, А.Ю. Измайлов, В.Ю. Ланцев// Интеллектуальные машинные
технологии и техника для реализации Государственной программы развития
сельского хозяйства/ Сборник научных докладов Международной научнотехнической конференции. Часть 2. – М: ФГБНУ ВИМ. - 2015. – С.146-151.
14. Ланцев В.Ю. Теоретическое обоснование параметров ротора
механического дефолиатора/ В.Г. Бросалин, А.А. Завражнов, А.И. Завражнов,
В.Ю. Ланцев// Инновации в сельском хозяйстве - Москва: ГНУ ВИЭСХ - 2015.
- №3(13) – С. 147 – 155.
15. Ланцев, В.Ю. Интеллектуальная система управления рабочим органом
машины для отделения отводков на базе электромагнитного датчика/ А.С.
Гордеев, А.А. Завражнов, В.Ю. Ланцев, Б.С. Мишин// Интеллектуальные
машинные технологии и техника для реализации Государственной программы
развития сельского хозяйства/ Сборник научных докладов Международной
научно-технической конференции. Часть 2. – М: ФГБНУ ВИМ. - 2015. – С.151154.
16. Ланцев, В.Ю. Комплекс технических средств для работ в маточниках
вегетативно размножаемых подвоев/ В.Г. Бросалин, А.А. Завражнов, А.И.
Завражнов, В.Ю. Ланцев//Современное состояние питомниководства и
инновационные основы его развития. Материалы Международной научнопрактической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения доктора
сельскохозяйственных наук С.Н. Степанова. - 2015. - С. 144-150.
17. Ланцев, В.Ю. Information moaeling technology in industrial horticulture/
A.I. Zavrazhnov, A.A. Zavrazhnov// Russian Jounal of Horticulture. - 2015.- Т.2. №1 – С. 5-12.
40
Отпечатано в издательско-полиграфическом центре
ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ
Подписано в печать 04.04.2016 г. Формат 60х48 1/16.
Бумага офсетная №1. Объем 2,3 усл. печ. л. Тираж 120 экз.
Заказ №18328
Издательско-полиграфический центр
Мичуринского государственного аграрного университета
393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101.
Тел.: +7 (47545) 9-44-45
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
30
Размер файла
5 307 Кб
Теги
создание, комплекс, технологическая, выращивание, механика, яблоня, основы, подвоев, вегетативное, размножаемых
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа